İçeriğe atla

Hesaplamalı parçacık fiziği

Hesaplamalı Parçacık Fiziği bilgisayar tekniklerini ve bilgisayar araçlarının parçacık fiziği alanında kullanılmasıdır. Parçaçık fiziginde hesaplama teknikleri, hem teori kısmında hem de deney kısmında çok yoğun olarak kullanılmaktadır. Genel olarak yazılan bilgisayar programları simülasyon yapmak, alınan verilerin işlenmesi için kullanılır.

Hesaplama Araçları

  • Bilgisayar Algoritmaları: Birçok programlama dili çeşitli algoritmalar geliştirerek hesaplamalı parçacık fiziğine katkı sağlamıstır örneğin: Reduce, Mathematica, Schoonschip, Form, GiNaC.[1]
  • Veri Yumağı: En büyük veri yumağı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı verilerinin alınmasında ve işlenmesinde kullanılır. Ayrıca en kapasamlı veri yumağı programları ve uygulamaları Büyük Hadron Çarpıştırıcısı için yazılılmıştır.[2]
  • Veri analizi ekipmanları: Veri analizi ekipmanları parçacık çarpışma simülasyonları ve dedektörlerden alınan verilerin yorumlanarak anlamlı hale getirilmesi sağlar.Örnek olarak, ROOT, Java Analiz Stüdyosu ve SCaViS.
  • Yazılım Kütüphaneleri: Yazılım kütüphaneleri özel işler için üretilen programların olduğu bir pakettir. Örnek, olarak FreeHEP, CLHEP. Ayrıca en önemli paketlerden biri  Monte Carlo benzetimidir. Bu tekniğini kullanarak data üretmek, çeşitli analizlerde ve bu benzetim kullanılarak gerçeğe yakın simülasyonlar yapılmaktadır. Monte Carlo benzetimi içeren programlara örnek olarak; PYTHIA, Geant4 ve Fortran predecessor, GEANT verilebilir.

Tarihi

Parçacık fiziği internetin bulunmasında önemli bir rol oynamıştır, internet ilk defa World-Wide Web ismiyle Tim Berners-Lee tarafından 1991 yılında Cern'de araştırmaların çoklu ağlara iletimi için bulunmuştur.

Bilgisayar Algoritmaları

Parçacık fiziğinde kullanılan hesaplamalı fizik metotları bilgisayar dillerinin ve ileri bilgisayar algoritmalarının en iyi örneklerindendir çünkü bu tür yöntemler sıkça kullanılmaktadır. Eğer bu programların tarihine bakarsak ilk bilgisayarlı cebir teknikleri 1960'lı yıllarda yazılmıstır.[3] Yazılan ilk sistem LISP ("LISt Program Dili")kullanılarak yazılmıştır ve LISP bir yorumlanabilir programlama dilidir. Lisp daha önceleri Fortran ile kıyaslanmış fakat Fortranın daha uygun sürümlerinin çıkmasıyla hesaplamalarda olan gücü fark edilmiş ve List yerini Fortrana bırakmıştır.[3] Ayrıca bu zamanlarda REDUCE yazılmış bu program ilk defa genel olarak parçacık fiziği işleriyle ilgilemek için yazılmıştır temelinde Fortran ve List kodlarının beraber çalışması vardır. Ayrıca REDUCE bir Çevirici Dildir ve Martinus J. G. Veltman tarafından özellikle parçacık fiziği uygulamaları için geliştirilmiştir.[3] 1980'li yıllarda C'nin yazılmaya başlanmış ve artık parçacık fiziğindeki yerini almıştır. C'nin en büyük özellliği algoritmalarda çok daha hızlı olması ve hesaplama kabiliyetlerinin Fortrana yakın olmasıdır ayrıca C belleği çok daha etkili ve güçlü olarak kullanabilmekteydi. Bu zamandan sonra C kullanılarak Mathematica ve Maple kullanıcı arayüzlü kullanımı başit diller geliştirilmiştir. Bu dillerin en büyük avantajı sembolik hesaplamalar yapması ve daha basit işleri kısa zamanda halletmesidir. Daha sonra programlama paradigması değişerek yerini yordamsal programlamaya bırakmıştır bu zamandan sonra objelere ve sınıflara yönelik programlama gelişmir ve C yerini C++ bırkmıstır. Daha sonra GiNaC adlı sembolik programlama dili C++ kullanarak yazılmıştır.

Kaynakça

  1. ^ Stefan Weinzierl:- "Computer Algebra in Particle Physics." pgs 5-7.
  2. ^ GridPP website 26 Nisan 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.  : accessed 19 June 2012.
  3. ^ a b c Stefan Weinzierl, op. cit. : pgs 3-5.

İlgili Bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bilgisayar mühendisliği</span> bilgisayar donanımı ve yazılımı geliştirmek için bilgisayar bilimi ve elektrik mühendisliğini entegre eden disiplin

Bilgisayar mühendisliği temel olarak yazılım, programlama ve algoritma ile ilgilenir. Bilgisayar ağları, veri tabanı yöneticiliği ve gömülü sistemler de diğer çalışma alanlarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Programlama dili</span>

Programlama dili, yazılımcının bir algoritmayı ifade etmek amacıyla, bir bilgisayara ne yapmasını istediğini anlatmasının tektipleştirilmiş yoludur. Programlama dilleri, yazılımcının bilgisayara hangi veri üzerinde işlem yapacağını, verinin nasıl depolanıp iletileceğini, hangi koşullarda hangi işlemlerin yapılacağını tam olarak anlatmasını sağlar.

Bilişim, bilişim bilimi ya da bilgisayar bilimi, bilgi ve hesaplamanın kuramsal temellerini ve bunların bilgisayar sistemlerinde uygulanabilmeleri sağlayan pratik teknikleri araştıran bir yapısal bilim dalıdır. Bilişimciler ya da bilgisayar bilimcileri bilgi oluşturan, tanımlayan ve dönüştüren algoritmik süreçler icat edip, kompleks sistemleri tasarlamak ve modellemek için uygun soyutlamalar formüle ederler. Bilişim Dünya'da hızla gelişmeye devam eden önemli bir teknolojidir.

Fortran, özellikle sayısal hesaplama ve bilimsel hesaplama için uygun olan genel amaçlı, yordamsal, zorunlu programlama dilidir.

<span class="mw-page-title-main">Yazılım</span> bilgisayarın somut olmayan çalıştırılabilir bileşeni

Yazılım, değişik ve çeşitli görevler yapma amaçlı tasarlanmış elektronik aygıtların birbirleriyle haberleşebilmesini ve uyumunu sağlayarak görevlerini ya da kullanılabilirliklerini geliştirmeye yarayan makine komutlarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Mathematica</span> Hesaplama yazılım programı

Wolfram Mathematica, makine öğrenimi, istatistik, sembolik hesaplama, veri manipülasyonu, ağ analizi, zaman serisi analizine, NLP, optimizasyon, fonksiyonlar ve çeşitli veri türlerinin çizimi, algoritmaların uygulanması, kullanıcı arayüzülerin oluşturulması ve diğer programlama dilinde yazılmış programlarla arayüz oluşturmaya izin veren çeşitli teknik hesaplama alanları için yerleşik kütüphanelere sahip bir yazılım sistemidir. Stephen Wolfram tarafından tasarlanmış ve Champaign, Illinois'deki Wolfram Research tarafından geliştirilmiştir. Wolfram Language, Mathematica'da kullanılan programlama dilidir. Mathematica 1.0, 23 Haziran 1988'de Champaign, Illinois ve Santa Clara, Kaliforniya'da yayınlandı.

Veri yapısı, bilgisayar ortamında verilerin etkin olarak saklanması ve işlenmesi için kullanılan yapı.

Parçacık fiziğinde bir hadron, güçlü etkileşim tarafından bir arada tutulan taneciklerden oluşan bir bileşik parçacıktır.

Süper simetri, parçacık fiziğinde uzay-zaman simetrisinin karşılığıdır. Bu iki temel parçacıktan oluşur.

Programlama dili teorisi (PDT), programlama dilleri olarak bilinen biçimsel dillerin ve bunların bireysel özelliklerinin tasarımı, uygulanması, analizi, karakterizasyonu ve sınıflandırılması ile ilgilenen bir bilgisayar bilimleri dalıdır. Matematik, yazılım mühendisliği, dilbilim ve hatta bilişsel bilime bağlı ve onu etkileyen bilgisayar bilimi disiplinine girer. PDT'ye adanmış çok sayıda dergide ve genel bilgisayar bilimi ve mühendisliği yayınlarında yayınlanan sonuçlarla tanınmış bir bilgisayar bilimi dalı ve aktif bir araştırma alanı haline gelmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Matematiksel yazılım</span>

Matematiksel yazılım; model, sayısal, sembolik veya geometrik veri analizi veya sayısal hesaplamalar için kullanılır. Matematiksel yazılımlar, başta eğitim olmak üzere bilim, sağlık, savunma, bilgisayar gibi alanlarda yeni şeyler üretme ve geliştirmede kullanılan programların genel adı. Matematik yazılımları kategorisinde; matematiksel gösterim, grafik oluşturma, çizim, modelleme, hesaplama, programlama ve benzeri türden programlar bulunur.

Bilgisayarlı cebir sistemi (BCS) sembolik matematiği kolaylaştıran yazılım programıdır. BCS işlevselliğinin özü sembolik biçimlerdeki matematiksel ifadelerin işleme koyabilmesidir.

Bilgisayar bilimci, bilgisayar bilimi, bilgi ve hesaplamanın teorik temellerinin incelenmesi ve bunların uygulamaları hakkında uzmanlaşmış bir kişidir.

<span class="mw-page-title-main">Hesaplamalı fizik</span>

Hesaplamalı fizik, fizik sorunlarını çözebilmek için sayısal algoritmaların üretilmesi ve gerçeklenmesini içerir. Genelde kuramsal fizikin bir alt dalı olarak değerlendirilir ancak bazen de kuramsal ve deneysel fizik arasında orta bir dal olarak da düşünülür.

Hızlandırıcı fiziği uygulamalı fiziğin bir alt dalıdır. Genellikle, parçacık hızlandırıcı; inşası, tasarımı ve kullanılmasıyla ilgilenir. Bu konuda genellikle hareket konularını, rölativistik etkilerin parçacıklar ve parçacık huzmelerine etkisi ve parçacıkların birbirleriyle etkileşimlerini göz önünde bulundururlar. Özellikle hızlandırıcı inşasında elektrik alan ve manyetik alan özelliklerinden yararlanılır.

Süpereş(İngilizce:Superpartner veya Sparticle), parçacık fiziğinde bir varsayımsal temel parçacıktır. Süpersimetri sinerjik teorilerinden biri olan yüksek enerji fiziği bu "gölge" parçacıklarının varlığını tahmin ediyor.

<span class="mw-page-title-main">Bilimsel hesaplama</span>

Bilimsel hesaplama karmaşık problemleri anlamak ve çözmek için gelişmiş bilgi işlem yeteneklerini kullanan çok disiplinli bir alandır. Hesaplamalı bilim üç farklı unsuru birleştirmektedir:

<span class="mw-page-title-main">Ayrıştırıcı (yazılım)</span>

Ayrıştırıcı, girdi verilerini alır ve girdinin yapısal bir temsilini vererek, süreçte doğru sözdizimini kontrol eden bir veri yapısı oluşturan bir yazılım bileşenidir. Ayrıştırma öncesinde veya sonrasında başka adımlar izlenebilir veya bunlar tek bir adımda birleştirilebilir. Ayrıştırıcı, genelde girilen karakter dizisinden belirteçler oluşturan ayrı bir sözcük tabanlı analiz motorunu takip eder. Ayrıştırıcılar elle programlanabilir veya bir ayrıştırıcı üreteci tarafından otomatik olarak veya yarı otomatik olarak oluşturulabilir. Ayrıştırma, biçimlendirilmiş çıktı üretimlerini tek bir şablonda tamamlama görevi görür. Bunlar, farklı etki alanlarına uygulanabilir, ancak bir derleyicinin girdi ve çıktı aşamaları gibi genellikle bir arada sunulur.

<span class="mw-page-title-main">Çarpıştırıcı</span>

Çarpıştırıcı, yönlendirilmiş parçacık ışınlarını içeren bir tür parçacık hızlandırıcıdır. Çarpıştırıcılar, halka hızlandırıcı veya doğrusal hızlandırıcı olabilir ve tek bir parçacık ışınını durağan bir hedefe veya başka bir ışına çarpıştırabilirler.

Burada, sayısal analiz veya veri analizi için kullanılmak üzere tasarlanmış önemli son kullanıcı bilgisayar uygulamaları listelenmiştir:


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.